高温合金产业研究报告:为什么要重视高温合金这条细分赛道

更新时间:2022-08-04访问量:167

  报告综述:

  1、战略角度:高温合金材料是航空航天领域的战略军事物资。提高航空发动机性 能、实现航空发动机国产化,解决我国航空产业的“心脏病”已然成为国家层面 的迫切任务。与国外发动机对比发现,国产涡扇发动机的推重比这一Z重要指标 仍然落后。提高航空航天发动机的工作温度,Z核心手段是应用高温合金材料。 先进航空发动机高温合金用量达到 50%以上,被誉为“先进航空发动机的基石材 料”。我国航空发动机仍然存在部分进口的局面,可以这样认为,高温合金是决 定航空航天发动机能否量产的核心瓶颈之一,高温合金材料国产化是航空发动机 国产的先决条件。

  2、产业角度:我国航空航天高温合金已从研究到全面大规模国产化的拐点。1) 需求端:我国重点型号武器装备在“十三五”已经跨过研制定型阶段,在“十四 五”将进入批量列装阶段,随之带动高温合金材料也会从“多品种、小批量”进 入“大规模批产”阶段,钢企盈利的规模效应有望显现。2)供给端:我国高温合 金经历从仿制到引进再到自主创新的过程,目前已形成一定规模拥有较先进技术 装备的生产基地,ST 抚钢等相关企业近期都在实施扩产计划。

  3、盈利角度:下游航空航天放量,上游军工新材料盈利弹性更强。1)首先看量 的增速:消耗属性是装备链条增速的核心影响因素之一,从消耗属性角度看“高 温合金(如高温合金叶片维修)>航空发动机>军机”,再叠加国产替代的需求, 因此高温合金产业相对于下游军机装备增速更高。2)其次看盈利的增速:相对于 下游总装,上游的材料受军品定价机制影响较小,更多是货架产品因此拥有相对 市场化的定价机制,重要的是材料更容易形成规模效应,因此高温合金材料企业 盈利弹性相对于下游总装有望更强。

  4、需求角度:军民市场共同牵引,国产替代需求强劲。2019 年我国高温合金市 场规模达到 169.8 亿元,同比增长 33.52%。国内高温合金产能供给有限,长期存 在较大的供需缺口。未来 10 年,我国军用航空发动机用高温合金市场规模约 850 亿元,长期看商用航空发动机带来巨大市场空间,以 10 年为维度商用航发带来的 高温合金市场规模达 2378 亿元。此外,在燃气轮机、核电、石油、汽车等领域都 有大量的高温合金市场需求。

  1. 为什么要重视高温合金这个细分赛道?

  1.1 战略角度:高温合金材料是航空航天领域的战略军事物资

  提高航空发动机性能、实现航空发动机国产化,解决我国航空产业的“心脏病”已然成 为国家层面的迫切任务。我国从上世纪 60 年代开始发展国产航空发动机,历经坎坷, 已经从Z早的涡喷-5、涡喷-14 发动机,到目前的涡扇 10、涡扇 15 发动机,取得了巨大 的进步。尤其是“太行”发动机的定型,实现了我国军用航空发动机从第二代向第三代, 从涡喷向涡扇、从中等推力向大推力的跨越的“三大跨越”,标志着我国已具备自主研制 大推力军用发动机的能力。但是国产航空发动机仍然存在两大问题:

  1)与国外发动机对比发现,国产涡扇发动机的推重比这一Z重要指标仍然落后。以目前 的技术而言,要提高推重比,必须提高燃气温度。航空发动机的涡轮进口温度每提高 100℃,推重比就能够提高 10%左右,或者性能提高了整整一代。对于商用航空发动机, 推力每增加 10%,就可以增加 10%的载客量;对于军用航空发动机,推力增加军机的机 动性、作战性会更为突出。

  提高航空航天发动机的工作温度,Z核心手段是应用高温合金材料。先进航空发动机高 温合金用量达到 50%以上,被誉为“先进航空发动机的基石材料”。高温合金是指能在 600~1200℃的高温下抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变,并能在较高的机械应力作用下长期工作 的合金材料。未来随着航空装备的不断升级,对航空发动机推重比的要求不断提高,发 动机对高性能高温合金材料的依赖越来越大。

  新材料、新工艺对推重比 12-15 发动机的贡献将达 50%以上,从未来发展来看,甚至可 占 67%。因此发展高质量性能的高温合金材料、提高高温合金成品的工艺水平(比如叶 片精密铸造工艺从等轴晶、定向晶,向单晶工艺发展),是高温合金产业发展必然趋势。

  2)我国航空发动机仍然存在部分进口的局面,可以这样认为,高温合金是决定航空航天 发动机能否量产的核心瓶颈之一,高温合金材料国产化是航空发动机国产的先决条件。涉及航天航空应用领域的高温合金产品,发达国家将其作为战略军事物资,技术垄断程 度高,严格禁止产品出口;而目前我国仍然有大量的高温合金需求缺口需要从海外进口, 这足以说明我国当前国产高温合金尚不能满足航空航天领域需求,其紧缺程度或已成为 制约我国航空航天发动机量产的核心因素之一。

  而且在国内,国产高温合金材料在纯净度、均匀性、批次稳定性及生产成本等方面较国 外高温合金存在一定差距,尚不能完全满足高端装备尤其是航空发动机对材料的要求。因此实现高质量性能高温合金材料的国产化也是国产航空发动机产业的重要一环。

  1.2 产业角度:我国航空航天高温合金已从研究到全面大规模国产化的拐点

  1)需求端:我国重点型号武器装备在“十三五”已经跨过研制定型阶段,在“十四五” 将进入批量列装阶段,随之带动高温合金材料也会从“多品种、小批量”进入“大规模 批产”阶段。“百年未有之大变局加速演进”的国际秩序下,我国军事装备发展进入加速 追赶期,核心导向是围绕打赢一场常规战争的能力建设,因此备战能力建设背景下导弹、 军机等战术性装备是补缺口、强训练的重点装备采购方向;这些装备在“十三五”完成 研制定型也为“十四五”期间从装备到上游原材料的放量采购奠定了产业基础。

  总体来看,国内高温合金的发展基本和国内航空航天发动机的发展水平相一致的。因此, 随着未来国内新军机、新舰艇的逐步入列,国产发动机逐步走向前台,国产高温合金材 料的发展正迎来重要的机遇和转折点。

  2)供给端:我国高温合金经历从仿制到引进再到自主创新的过程,目前我国已形成一定 规模拥有较先进技术装备的生产基地,而且也看到很多高温合金相关企业近期在实施扩 产计划。自 1956 年第一炉高温合金 GH3030 试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研 究、生产和应用已经历 60 多年的发展历程。回顾 60 多年的历史,我国的高温合金从无 到有,从仿制到自主创新,合金的耐温性能从低到高,先进工艺得到应用,新型材料得 以开发,生产工艺不断改进且产品质量不断提高,并建立和完善了我国的高温合金体系, 使我国航空、航天工业生产和发展所需的高温合金材料立足国内,也为其它工业部门的 发展提供了需要的高温材料。我国成为继美、英、俄以外,世界上第四个具有自己高温 合金体系的国家。

  国内从事高温合金生产的单位分为三类,一类是特钢企业,如抚顺特钢、长城特钢、宝 钢特钢等;另一类则是研究院所,如航空材料研究院、中科院沈阳金属研究所,还有钢 铁研究总院系统的专业生产厂家钢研高纳等,还有如图南股份、江苏隆达等民企,我们 已看到很多高温合金相关企业近期都在实施扩产计划。

  1.3 盈利角度:下游航空航天放量,上游军工新材料盈利弹性更强

  首先看量的增速:消耗属性是装备链条增速的核心影响因素之一,从消耗属性角度看“高 温合金>航空发动机>军机”,再叠加国产替代的需求,因此高温合金产业相对于下游军 机装备增速更高。相对于军机,航空发动机的需求来自于军机放量增长,以及实战化训 练强度加大会拉动消耗;而相对于航空发动机,高温合金制成的高温件维修更换频率更 高,此外还有海外进口替代逻辑,因此高温合金产业相对于军机行业发展增速会更高。 高温合金的上市公司如 ST 抚钢、钢研高纳、图南股份等,其高温合金产品收入增速会显 著高于下游发动机总装即航发动力业务的增速。如钢研高纳 2014-2019 年高温合金业务 相关收入 CAGR 为 18.4%,图南股份 2016-2019 年高温合金业务相关收入 CAGR 为 24.6%,而 2014-2019 年航发动力发动机业务收入 CAGR 仅为 8.0%。

  其次看盈利的增速:相对于下游总装,上游的材料受军品定价机制影响较小,更多是货 架产品因此拥有相对市场化的定价机制,重要的是材料更容易形成规模效应,因此高温 合金材料企业盈利弹性相对于下游总装有望更强。如图南股份、钢研高纳 2014-2019 年 归母净利润 CAGR 分别为 74.90%、7.16%,而航发动力 2014-2019 年归母净利润 CAGR 仅 2.84%,突显出上游原材料的盈利弹性强于下游总装厂。

  1.4 需求角度:军民市场共同牵引,国产替代需求强劲

  不止于航空航天领域,高温合金在工业领域也有广泛应用。高温合金材料Z初主要应用 于航空航天领域,由于其有着优良的耐高温、耐腐蚀等性能,逐渐被应用到电力、汽车、 冶金、玻璃制造、原子能等工业领域,从而大大地拓展了高温合金材料的应用领域。

  按下游需求量划分,航空航天领域高温合金需求量占 55%左右,其次是能源电力占 20%,机械制造占 10%。目前按军、民用划分,高温合金需求呈二八分布。随着工业 现代化的加速,高温合金在工业领域会有很多增长点,民用占比会提升,市场空间巨大。

  全球维度:高温合金国外市场基本成熟,全球市场规模年增速有望保持在 10%左右。随着全球范围内对高温合金材料的需求,全球对高温合金的需求持续上升。据前瞻产业 研究院数据,2018 年全球高温合金市场规模达到 122 亿美元,YoY+4.8%,且自 2012 年以来,全球高温合金产业增速稳步增加,预计 2024 年将达到 173 亿美元。

  2019 年我国高温合金市场规模达到 169.8 亿元,同比增长 33.52%。国内高温合金产 能供给有限,长期存在较大的供需缺口。根据《2020~2026 年中国高温合金行业市场专 项调查及投资前景规划分析报告》,2019 年我国高温合金产量约 2.76 万吨,但高温合金 整体市场需求约为 4.82 万吨,供需缺口达 2.06 万吨。按 2019 年我国高温合金均价 35.22 万元/吨计算,我国高温合金行业市场规模 169.8 亿元,同比增长 33.52%。我们重点计算下国内航空航天发动机领域用高温合金的需求,长期来看国内商用航空发 动机国产化后也将带来巨大的高温合金市场需求空间。

  1、军用航空发动机

  高温合金从诞生起就用于航空发动机,主要用于航空发动机四大热端部件:燃烧室、导 向叶片、涡轮叶片和涡轮盘,此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

  1)涡轮盘:以变形高温合金和粉末冶金高温合金为主。涡轮盘在四大热端部件中所占质 量Z大。

  2)涡轮工作叶片:以单晶高温合金为主。涡轮叶片是航空发动机上工作条件Z恶劣也是 Z为关键的构件。

  3)涡轮导向器叶片:以铸造高温合金为主。导向叶片是航空发动机上承受温度Z高、热 冲击Z大的零件之一,目前国际先进发动机主要使用单晶叶片。

  4)燃烧室主要零部件:用量Z大、Z为关键的是变形高温合金。燃烧室的作用在于把燃 油的化学能释放变为热能,是动力机械能源的发源地。

  军用航空发动机领域:我们预计未来 10 年高温合金市场规模达 849.75 亿元。根据 《World Air Forces 2020》数据,目前我国军用军机数量为 3210 架,美国为 13266 架, 全球占比分别为 6%、25%,我国与美国相比仍存在较大差距。随着建军百年奋斗目标 的推进,我们预计未来 10 年我国国防装备将进入批量建设时期。考虑到新增及存量发动 机替换市场,我们预计未来 10 年我国军用航空发动机高温合金市场规模约 849.75 亿元。

  预计未来 10 年我国军用航空发动机用高温合金市场规 模达 849.75 亿元。其中新增军用航空发动机高温合金市场 494.99 亿元,存量替换市 场规模 354.76 亿元。

  民用航空发动机领域:我们预计未来 10 年高温合金市场规模达 2378.07 亿元。根据中 国商飞发布的《2019-2038 年民用飞机市场预测年报》数据,未来二十年中国航空市场 将接收 50 座以上客机 9205 架。其中 50 座级以上涡扇支线客机交付 958 架;120 座级 以上单通道喷气客机交付 6119 架;250 座级以上双通道喷气客机交付 2128 架。

  预计未来 10 年我国民用航空发动机用高温合金市场规 模约 2378.07 亿元。考虑到目前国内商用航空发动机尚未国产化,这块市场主要由海 外厂商占领;但随着国内商用航空发动机研制进程加快,长期来看国内商用航空发动机 国产化后也将带来巨大的高温合金市场需求空间。 其他如燃气轮机、核电、汽车、航天等领域,对高温合金都有较大的需求。

  在燃气轮机 领域主要用于燃烧室、过渡导管、导向叶片、涡轮工作叶片以及涡轮盘等;在核电领域 高温合金是核岛关键热交换器件核电蒸发器的重要基础原料;此外汽车废气增压器涡轮 是高温合金材料的重要应用领域;高温合金也是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的 关键用材。

  2. 高温合金产业的高壁垒铸就寡头特征的竞争格局

  2.1 壁垒足够高:高温合金拥有非常高的行业准入与技术壁垒

  高温合金的工艺为非标准化,因此对研发实力、经验积淀要求很高;下游是航空发动机 等产品也要求非常高的质量稳定性,因此高温合金行业有着非常强的市场先入壁垒,一 旦进入用户的供应链体系,一般不会轻易更换。进入高温合金行业的主要壁垒有 5 个:

  1)技术壁垒:主要体现在成分、设备与工艺三方面。成分:高温合金一般含有多种稀有、 难熔金属,其成分组成直接决定了熔炼结果和后续工序。材料的纯净程度、晶粒的细化 及均匀化程度,以及宏观偏析情况都会影响后续的产品质量。设备:加工设备决定了产 品Z终的品质,越是尖端先进的材料越是需要先进的设备,对各类设备的熟练程度也非 常关键。工艺:工艺对高温合金性能的影响越来越重要,如定向凝固柱晶合金、单晶合 金、粉末冶金、机械合金化、等温锻造、陶瓷过滤等多种新型工艺的研究开发,可以提 高材料的高温强度、或者减少合金的偏析等。

  2)市场先入壁垒:用户一旦选定供应商通常不会轻易更换。高温合金下游用户对供应商 选择有严格的评定程序,供应商的变更存在较高的技术风险和不确定因素。因此,在产 品质量稳定的前提下,用户在选定合格供应商后通常不会轻易更换。另外军用产品的研 制均需经过立项、方案论证、工程研制、定型等阶段,从研制到定型可能长达 5 年,转 换成本较高,用户一旦选定供应商就不会轻易更换。

  3)质量标准壁垒:下游客户对资质考核严格,要求企业质量控制能力强。高温合金下游 客户多为军工企业,其对军工资质的要求较为严格,且考核周期较差,要求企业具有一 套完整的质量控制和检测体系。民用航空发动机、核电装备等领域,也各自存在相应的 资质认证管理体系,生产厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证,方能进入这些市 场。这些资质要求严格,且考察周期较长,需要企业具备较强的研发、管理和质量控制 能力。

  4)生产组织能力壁垒:高温合金等先进金属材料的生产工序复杂、加工周期长,且具有 多品种、小批量的生产特点,要获得高质量的产品,需要对整个生产过程进行精细化的 管理,这对企业的人员配置、生产组织、工序管理能力都提出了较高的要求。尤其以往 军品在“强军目标稳步推进”的产业发展进程下订单量较稳健,多品种小批量采购模式 下盈利能力有限,而在未来“全面加强练兵备战”能力建设下装备采购提速,放量采购 模式下高温合金企业的规模效应、盈利能力有望大幅提升。

  5)资金壁垒:高温合金对设备要求高,企业需投入大量资金购买设备并持续研发。随着 高温合金技术的不断进步,对企业的生产设备提出更高的要求。企业需要投入较高成本 进行生产设备的购置;同时高温合金设备种类较多,高温合金的生产设备较多,如感应 炉、电弧炉、自耗炉、电渣炉、精锻机等,资金投入较多。研发过程中也需要持续的资 金投入,并且新产品认证周期较长,对企业的流动资金提出了较高要求。

  经历仿制到自主创新历程,我国已初步建立完整的高温合金研制体系,但与世界领先水 平相比,我国高温合金在产品均匀性、杂质元素控制、冶金等方面等仍存在不足。与进 口高温合金相比,我国高温合金主要存在以下几个方面的不足:如国内生产的高温合金 冶金缺陷较多,主要表现为黑斑、白斑、碳化物偏聚等;且高温合金棒材的组织均匀性 较差;杂质元素含量较高,导致材料的强度和使用寿命较低;另外国内生产高温合金返 回料利用率偏低,导致生产成本普遍偏高。

  2.2 格局足够稳定:高准入壁垒铸就高温合金稳定的供应体系

  从全球角度看:纵观全球,目前具有完整高温合金体系的国家只有美、英、俄、中四国, 能够生产航空航天用高温合金的企业也不超过 50 家。以特殊金属公司、汉因斯-斯泰特 公司(Haynes-Stellite Company)、国际因科公司、豪迈特公司、卡彭特公司等为代表, 主要集中在美、英、德、日等国,整个行业具有较为明显的寡头特征。

  从国内角度看:目前我国已形成一定规模拥有较先进技术装备的生产基地。变形高温合 金主要以 ST 抚钢为主,其市占率达到 80%,规模优势显著,而且领先于行业于 2020 年 初就发布扩产计划;

  3. 高温合金产业链:按工艺划分为变形、铸造、粉末

  高温合金按元素构成分为镍基、铁基、钴基,应用Z为广泛的是镍基高温合金,占比为 80%,其次是镍-铁基,占比为 14.3%,钴基占比Z少,为 5.7%。

  高温合金按照工艺路线分类有三大类:

  1)变形高温合金:是指可进行热、冷变形加工,具有良好的力学性能和综合的强、韧性 指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。

  2)铸造高温合金:指用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是具有更宽的成 分范围,由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。 按结晶方式,可分为等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金 3 类。

  3)粉末高温合金:是将高温合金雾化成粉末,再经热等静压成型或热等静压加锻造成型 的生产工艺制造出高温合金产品。

  变形高温合金应用范围Z广,占比达到 70%,铸造高温合金占比为 20%。变形高温合 金对应的后续工艺是锻造,铸造高温合金对应的后续工艺是铸造。总体上看,变形高温 合金的制造工艺难度大于铸造母合金,因此价格上变形高温合金更高,铸造高温合金产 业链的工艺难点在于后续的精密铸造工艺,也是提升铸造母合金产品附加值的重要工艺 环节。

  3.1 变形高温合金产业链:用量占到 70%,ST 抚钢是变形高温合金龙头

  变形高温合金:指可以进行热、冷变形加工,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指 标的一类合金。变形高温合金是航空、航天、核能工业和地面燃机必须应用的高温材料, 可以用于制造在航空、航天发动机和核反应堆等高温环境下应用的各种关键零件。

  变形高温合金产品:是对铸锭进行开坯、锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压和特殊的热处 理技术,以获得不同形状和尺寸的各种锻件与零件。制品通常包括板材、棒材和涡轮盘 等高温合金制品。

  变形高温合金在我国高温合金领域应用Z广,占比约 70%,已经形成了由研发到制品 的完整产业链。国内从事变形高温合金系列产品的厂家分类:

  1)大型钢铁生产基地:抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢等大型钢铁企业,生产批量较大 的合金板材、棒材和锻件。

  2)科研院所及其生产基地:以中科院金属所、北京航材院和钢研高纳三家为代表的研究、 生产基地,具有部分变形高温合金的制造能力。

  3)从事高温合金锻造的企业:主要有陕西宏远、贵州安大、万航模锻、三角防务、钢研 高钠、贵州航宇科技等。其中,陕西宏远、贵州安大均为中航重机全资子公司;锻造行 业中的军工企业定位比较高端,而民营锻造企业侧重中低端市场。

  抚顺特钢高温合金在航空航天市场占有率高达 80%以上,超高强度钢在航空航天市场 占有率高达 95%以上。1956 年,抚顺特钢成功冶炼出新中国第一炉高温合金 GH3030, 由此拉开了我国高温合金产业从无到有,从低级到高级,从仿制到独立创新的序幕。目 前,抚顺特钢已经掌握高温合金和耐蚀合金核心生产技术,曾为我国第一颗人造地球卫 星、第一枚导弹、第一艘潜艇和多项国家重点工程、国防工程提供了大批关键特殊钢材 料;为我国“长征”系列火箭、“神舟”系列航天飞船和“嫦娥一号”月球探测工程提供 了关键材料。

  3.2 铸造高温合金产业链:关注母合金龙头钢研高纳和精密铸造叶片龙头应流股份

  铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金,具有合金化程度高、 成分范围高、应用领域广阔等特点。其工艺流程较为复杂,包括精选、组装和熔炼等多 个步骤,复杂的工艺流程也使产品更加精细化。该类合金广泛应用于制造航空、航天、 能源等领域高端装备核心热部件的高温母合金、精铸件以及高温合金叶片等。

  铸造高温合金按照凝固结晶组织不同可分为:等轴晶、定向晶、单晶高温合金,价值量 在提升,也以此顺序代表了技术进步方向;目前只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国 等少数几个国家少数厂商能够制造单晶涡轮叶片。从承温角度:等轴晶,工作温度为 950- 1050℃;定向晶,工作温度 1000-1100℃;单晶,工作温度 1100-1200℃。自 1970 年代定向晶和单晶合金出现后,所有国家先进发动机几乎都选用铸造高温合金制作Z高温 区工作的叶片,从此确立了铸造高温合金叶片的稳固地位。目前单晶高温合金以难以替 代的综合优势继续得到广泛应用。单晶叶片相比等轴晶、定向晶,强度更高。由于单晶 叶片消除了全部晶界,不必加入晶界强化元素,使合金的初熔温度相对升高,主要用于 发动机中温度Z高的几级涡轮,是“核心”中的“核心”材料。

  因此,铸造高温合金产业链中,主要企业分类:

  1)铸造高温合金母合金企业:航材院、钢研高纳、中科院金属所、图南股份、江苏隆达 等;

  2)精密铸造企业:一类是黎明、黎阳等航发体系内的精密铸造厂;另一类是应流股份、 钢研高纳、安吉铸造、江苏永瀚等体系外的企业。

  上市公司层面,主要有钢研高纳、图南股份从事高温合金相关业务,其中钢研高纳是传 统铸造高温合金龙头,图南股份为新进入民营供应商。二者财务数据对比如下,钢研高 纳营收规模大于图南股份,但图南股份的毛利率高于钢研高纳。

  钢研高纳是国内高温合金领域技术Z为先进、生产种类Z为齐全的企业之一,是铸造高 温合金领域的龙头。钢研高纳产品涵盖铸造高温合金、变形高温合金和新型高温合金三 大领域,具有生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力,是我国高温合金领域技术 水平Z为先进、生产种类Z为齐全的企业之一,多个细分产品占据市场主导地位。其中 铸造高温领域能同时生产母合金、等轴晶铸件、定向晶/单晶铸件等精铸件产品,其在航 空航天发动机用高温母合金市场占有率超过 30%,航天发动机精铸件市场占有率超过 90%。目前公司共研制各类高温合金 120 余种。其中变形高温合金 90 余种,粉末高温 合金 10 余种,均占全国该类型合金 80%以上。Z新出版《中国高温合金手册》收录的 201 个牌号中,公司及其前身牵头研发 114 种,占总牌号数量的 56%。

  近年来公司高温合金产量及营收保持高速增长。2017-2019 年钢研高纳高温合金产量从 5266 吨增加至 10114 吨,高温合金相关营收从 6.72 亿元增加至 14.33 亿元,其中铸造 高温合金营收从 2.45 亿元提升至 8.99 亿元,铸造高温合金营收占比从 36.37%增加至 62.14%。2017-2019 年公司综合毛利率从 20.92%提升至 29.89%。

  图南股份是国内少数能同时生产变形高温合金、铸造高温合金(母合金、精密铸件)产 品的企业之一。图南股份主要产品包括铸造高温合金母合金、精密铸件、变形高温合金 产品等,具备大型高温合金复杂薄壁精密铸件全产业链系统。公司从 2000 年开始进入 高温合金市场,经过十多年的艰苦经营和技术沉淀,Z终多个型号通过用户验证并进入批量生产阶段,各类高温合金产品也迎来大幅增长。目前公司已经形成 K 系列铸造高温 合金、GH 系列变形高温合金共 30 多种完整产品结构,在航空、核电领域批量供货。

  2017-2019 年图南股份铸造高温合金产量及收入快速增长,毛利率不断提升。2017- 2019 年图南股份铸造高温合金产量从 263 吨增加至 468 吨,铸造高温合金产品收入从 营收占比从 21.4%增加至 39.4%。随着铸造高温合金业务占比的提升,图南股份的综合 毛利率也不断提高,从 2016 年的 25.62%提升至 2019 年的 32.76%。

  应流股份是国内领先的铸造零部件供应商,拥有铸造、加工、组焊为一体的完整产业链,下游布局油气装备、工矿机械、核能核电、航空航天等领域。在两机领域(航空发动机和燃气轮机)应流股份主要提供铸造高温合金结构件产品,包括高温合金叶片、机匣、喷嘴环、导向器等,是航发集团以外为航空发动机配套的极少数企业之一。目前公司已与 GE 等国内外众多领先客户签署了长期战略合作协议并持续稳定供货,“两机”领域营业收入实现大幅增长。2019 公司航空航天新材料及零部件产品实现营收(1.77 亿元,+97.23%),毛利率水平为 45.5%。

  应流股份积极实施产业链产业链延伸与价值链延伸发展战略,向上游材料及后端精加工 延伸。一方面公司向积极上游材料端-高温合金母合金冶炼拓展,切入增量价值环节,另 一方面持续提升持续提升精铸环节的价值量供应,同时向后端精加工延伸。公司按“等 轴晶、定向晶、单晶”顺序发展高温合金叶片,实现精铸环节供应的价值量提升。未来 还将进一步延伸至后端叶片精密机加工领域,相较于仅提供叶片毛坯,价值量有望翻番。

  3.3 粉末高温合金产业链:细分龙头是钢研高纳

  粉末高温合金在我国高温合金领域应用占比约 10%,钢研高纳为该领域市场占有率达 60%。粉末锻造技术是将传统的粉末冶金和精密锻造相结合的一种近净成形工艺,具有 相当于传统铸件甚至超过传统铸件的力学性能。我国粉末高温合金产业链中,钢研院、 航材院等为粉末高温合金研发做出重要贡献。其中钢研高纳是国内Z早开始研发和生产 粉末高温合金制品的企业,目前已研制出 10 余种型号,其中 FGH4091、FGH4095、 FGH4096、FGH4097、FGH4098 等粉末高温合金盘锻件满足了国家多个重点型号航空发 动机的设计和应用需求,市场占有率达 60%。航材院是钢研高纳的主要竞争对手,除这 两家外国内暂无其他企业具备粉末高温合金产品的规模化生产能力。

  钢研高纳为 ODS 高温合金领域龙头企业,市场占有率 100%。氧化物弥散强化(ODS) 高温合金是采用纳米氧化物对合金基体进行强化的一类特殊高温合金,具有优异的高温 强度和抗氧化耐腐蚀性能。钢研高纳自 1960 年代末开始此领域研究,研制出了国内第 一个获得正式应用的 ODS 高温合金,该合金已批量应用到我国某系列重点武器装备;研 制出了国内第一台适合批产的大容量机械合金化设备,为 ODS 高温合金批量生产奠定了 基础;建立了我国第一条完整的氧化物弥散强化高温合金生产线。

  4. 高温合金产业链上市公司分析(详见报告原文)

  4.1 ST 抚钢:我国变形高温合金、高强钢核心配套公司。

  4.2 应流股份:两机叶片千亿美金赛道,从此有了中国制造。

  4.3 钢研高纳:我国高温合金龙头企业,充分受益于两机发展。

  4.4 图南股份:细分龙头技术积累深厚,充分绑定下游客户。

  4.5 西部超导:我国钛合金核心配套公司,积极布局高温合金。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

  精选报告来源:【未来智库官网】。

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